Engineering lactobacillus plantarum as a recombinant host platform

Lactobacillus plantarum, probiyotik özellikleri ve fermente gıdalardaki uzun süreli kullanımıyla bilinen çok yönlü bir laktik asit bakterisidir. E. coli ve S. cerevisiae gibi geleneksel mikrobiyal şasiler rekombinant biyoproduksiyon platformlarında uzun süredir kullanılmakta olsa da, gıda güvenliği ve probiyotik uygulamalardaki sınırlamaları, alternatif konak hücrelerin geliştirilmesini gerekli kılmaktadır. GRAS (Genel Olarak Güvenli Kabul Edilen) statüsü, genetik olarak düzenlenebilirliği ve gastrointestinal koşullara karşı dayanıklılığı sayesinde L. plantarum, özellikle sağlıkla ilişkili metabolitlerin biyosentezi için gelecek vadeden bir şasi olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmanın amacı, L. plantarum WCFS1 suşunu fonksiyonel moleküllerin üretimi için rekombinant bir konak platform olarak tasarlamaktır. Bu kapsamda, prebiyotik ve immünomodülatör etkileriyle öne çıkan insan sütü oligosakkaritlerinden 2′-fukosillaktoz (2′-FL) hedeflenmektedir. Bu hedefe ulaşmak için, heterolog gen yolaklarının L. plantarum genomuna entegre edilmesi ve düzenlenmesi amacıyla markörsüz CRISPR/Cas9 düzenleme sistemleri, oksotrofik seleksiyon stratejileri ve modüler ekspresyon sistemleri gibi ileri düzey sentetik biyoloji araçları kullanılacaktır. Çalışma ayrıca, konak özelindeki transformasyon verimliliği, plazmid stabilitesi ve metabolik dengeleme gibi zorlukların aşılmasına da odaklanacaktır. Başarılı olunması halinde, tasarlanan L. plantarum suşu; fermentörlerde veya sinbiyotik formülasyonlar aracılığıyla doğrudan bağırsak ortamında 2′-FL üretebilecek, canlı ve gıdayla uyumlu bir hücre fabrikası olarak işlev görecektir. Bu projenin çıktıları, probiyotik metabolizma mühendisliği alanına katkı sunarak, işlevsel gıda geliştirme süreçlerinde ölçeklenebilir, güvenli ve kullanıcı dostu bir platformun önünü açacaktır.